WO2003012978A1 - Circuit de detection am - Google Patents

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Hiroshi Miyagi
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Niigata Seimitsu Co., Ltd.
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    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03D—DEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
    • H03D1/00—Demodulation of amplitude-modulated oscillations
    • H03D1/14—Demodulation of amplitude-modulated oscillations by means of non-linear elements having more than two poles
    • H03D1/18—Demodulation of amplitude-modulated oscillations by means of non-linear elements having more than two poles of semiconductor devices

Definitions

  • the present invention relates to an AM detection circuit used for an AM radio, a television receiver, or the like.
  • a general AM receiver employing the superheterodyne method performs high-frequency amplification on an AM modulated wave signal received via an antenna, and then performs frequency conversion using a frequency mixing circuit, thereby obtaining an intermediate frequency having a predetermined frequency. After converting to a signal, AM detection processing is performed.
  • FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a conventional AM detection circuit.
  • the AM detection circuit 90 shown in FIG. 3 includes a half-wave rectification circuit 92 and a carrier removal circuit 94 including a resistor 96 and a capacitor 98. After the input AM modulated wave signal is subjected to half-wave rectification by the half-wave rectifier circuit 92, the carrier component is removed by the carrier removal circuit 94.
  • the present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to provide an AM detection circuit that can be integrally formed on a semiconductor substrate.
  • an AM detection circuit includes a rectifier that rectifies an input AM modulated signal, and a carrier wave component included in the signal rectified by the rectifier.
  • the carrier removing means includes a capacitor charged by the output voltage of the rectifying means, and a constant current circuit for discharging the capacitor when the output voltage of the rectifying means becomes lower than the terminal voltage of the capacitor. Since the capacitor can be discharged by a very small current generated by the constant current circuit, even if a capacitor with a small capacitance is used, its terminal voltage can be gradually reduced.
  • the entire AM detection circuit including the carrier removal means can be formed on a semiconductor substrate.
  • the above-mentioned carrier wave removing means further includes a high input impedance output buffer for extracting a terminal voltage of the capacitor.
  • the capacitor can be discharged only by the minute current generated by the constant current circuit, so that the combination of the capacitor and the constant current circuit can be reliably operated as a single-pass filter. .
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an AM receiver according to an embodiment
  • FIG. 2 is a circuit diagram showing the detailed configuration of the AM detection circuit.
  • FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a conventional AM detection circuit.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an AM receiver according to one embodiment.
  • the AM receiver according to the present embodiment includes a high-frequency amplifier circuit 11, a mixing circuit 12, a local oscillator 13, an intermediate frequency filter 14, 16, an intermediate frequency amplifier circuit 15, an AM detection circuit 17 It is comprised including.
  • the high-frequency signal is converted into the intermediate frequency signal by mixing the local oscillation signal output from the local oscillator 13.
  • the frequency of the amplified AM modulated wave signal output from the high-frequency amplifier circuit 11 is f 1 and the frequency of the local oscillation signal output from the local oscillator 13 is f 2, f
  • An intermediate frequency signal having a frequency of f2 is output.
  • the intermediate frequency filters 14, 16 are provided before and after the intermediate frequency amplification circuit 15, and extract a frequency component included in the occupied frequency bandwidth of the modulated wave signal from the input intermediate frequency signal.
  • the intermediate frequency amplification circuit 15 amplifies the intermediate frequency signal.
  • the AM detection circuit 17 performs an AM detection process on the intermediate frequency signal amplified by the intermediate frequency amplification circuit 15.
  • FIG. 2 is a circuit diagram showing a detailed configuration of the AM detection circuit 17.
  • the AM detection circuit 17 of the present embodiment includes a rectifier circuit 100, a carrier removal circuit 110, and an output buffer 120.
  • the rectification circuit 100 When an intermediate frequency signal is input to the AM detection circuit 17 from the preceding intermediate frequency filter 16, the rectification circuit 100 performs half-wave rectification on the intermediate frequency signal.
  • the signal output from the rectifier circuit 100 contains a carrier component, and the carrier elimination circuit 110 removes the carrier component from the output signal of the rectifier circuit 100.
  • the output buffer 120 has a high input impedance.
  • the signal generated by the carrier removal circuit 110 is output to the outside of the AM detection circuit 17 via the output buffer 120 having the high input impedance.
  • the rectifier circuit 100 includes transistors 21 to 27, current sources 30 and 31, resistors 40 and 41, and capacitors 50 and 51.
  • Transistors 24 and 25 perform differential operation, and only the AC component of the AM modulated wave signal input to rectifier circuit 100 is input to the gate of one transistor 24 via capacitor 50. that the gate of the c other transistor 2 5 is AC grounded with capacitor 5 1.
  • a voltage (Vdd / 2) of about half of the power supply voltage Vdd is applied to each gate of these two transistors 24 and 25 as a bias voltage.
  • Vdd / 2 the AC component of the AM modulated wave component is input to only one of the transistors 24 performing the differential amplification operation, and the other transistor 25 is grounded in an AC manner.
  • the carrier removal circuit 110 includes transistors 28 and 29, a current source 32, and a capacitor 52.
  • the transistors 28 and 29 and the current source 32 form a constant current circuit of a current mirror. This constant current circuit is connected in parallel with the capacitor 52, and generates a discharge current when the capacitor 52 is discharged.
  • the carrier removal circuit 110 included in the AM detection circuit 17 uses the small current generated by the constant current circuit based on the current mirror to control the carrier. Since the capacitor 52 can be discharged, the terminal voltage of the capacitor 52 can be gradually reduced even when the capacitor 52 having a small capacitance is used. Therefore, by combining the capacitor 52 and the constant current circuit, it is possible to operate as a single-pass filter, and to remove the carrier component contained in the AM modulated signal. Moreover, since the capacitance of the capacitor 52 can be reduced, the entire AM detection circuit 17 including the carrier removal circuit 110 can be formed on the semiconductor substrate.
  • the capacitor 52 can be discharged only by the minute current generated by the constant current circuit, so that the combination of the capacitor 52 and the constant current circuit can be used. It will be possible to operate as a mouth-to-pass filter without fail.
  • the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made within the scope of the present invention.
  • the case where the AM detection circuit 17 is formed on the semiconductor substrate has been described.
  • other configurations such as the high-frequency amplification circuit 11 and the mixing circuit 12
  • the entire structure including the semiconductor device may be formed on a semiconductor substrate.
  • a capacitor can be discharged by a very small current generated by a constant current circuit, even when a capacitor having a small capacitance is used, its terminal voltage is gradually reduced. Can be reduced. Therefore, by combining a capacitor and a constant current circuit, it can be operated as a single-pass filter, and the carrier wave component contained in the AM modulated wave signal can be removed. Moreover, it is possible to reduce the capacitance of the capacitor, it is possible to form the entire AM detection circuit including a carrier wave removal unit on a semiconductor substrate c

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Description

明 細 書
A M検波回路 技術分野
本発明は、 A Mラジオやテレビジョン受信機等に用いられる A M検波回路に関 する。 背景技術
スーパ一ヘテロダイン方式を採用した一般の A M受信機は、 アンテナを介して 受信した A M変調波信号を高周波増幅した後に周波数混合回路を用いて周波数変 換を行っており、 所定の周波数を有する中間周波信号に変換した後に A M検波処 理を行っている。
図 3は、 従来の A M検波回路の構成を示す図である。 図 3に示す A M検波回路 9 0は、 半波整流回路 9 2と、 抵抗 9 6およびコンデンサ 9 8からなる搬送波除 去回路 9 4とを備えている。 入力される A M変調波信号に対して半波整流回路 9 2による半波整流が行われた後に、 搬送波除去回路 9 4によって搬送波成分が除 去される。
また、 最近では高周波部品を含むアナログ回路を M O Sプロセス等の半導体プ 口セスを用いて半導体基板上に一体形成する技術の研究が進んでおり、 一部の装 置では実用化されている。 半導体プロセスを用いて 1チップ上に各種の回路を形 成することにより、 装置全体の小型化やコスト低減が可能になるため、 1チップ 上に形成される回路の範囲が今後拡大すると考えられる。
ところで、 A M検波回路を含む A M受信機の各部品を半導体プロセスを用いて 1チップ化することを考えた場合に、 搬送波除去回路 9 4を構成するコンデンサ 9 8の静電容量や抵抗 9 6の抵抗値が大きいため、 A M検波回路の全体を半導体 基板上に形成することは難しいという問題があった。 このため、 図 3に示した半 波整流回路 9 2と搬送波除去回路 9 4の抵抗 9 6を 1チップ内に形成し、 コンデ ンサ 9 8は外付け部品として 1チップ部品の外部に接続していた。 発明の開示
本発明は、 このような点に鑑みて創作されたものであり、 その目的は、 半導体 基板上に一体形成することが可能な A M検波回路を提供することにある。
上述した課題を解決するために、 本発明の A M検波回路は、 入力される A M変 調波信号に対して整流を行う整流手段と、 整流手段によって整流された後の信号 に含まれる搬送波成分を除去する搬送波除去手段とを有している。 また、 搬送波 除去手段は、 整流手段の出力電圧によって充電されるコンデンサと、 整流手段の 出力電圧がコンデンサの端子電圧よりも低くなつたときにコンデンサを放電する 定電流回路とを備えている。 定電流回路によって生成する微少電流によってコン デンサを放電させることができるため、 小さな静電容量のコンデンサを用いた場 合であってもその端子電圧を徐々に低下させることが可能になる。 したがって、 コンデンサと定電流回路を組み合わせることにより口一パスフィルタとして動作 させることができ、 A M変調波信号に含まれる搬送波成分を除去することができ る。 しかも、 コンデンサの容量を小さくすることができるため、 搬送波除去手段 を含む A M検波回路の全体を半導体基板上に形成することが可能になる。
また、 上述した搬送波除去手段は、 コンデンサの端子電圧を取り出す高入カイ ンピ一ダンスの出力バッファをさらに備えることが望ましい。 これにより、 定電 流回路によって生成される微少電流のみによってコンデンサを放電することがで きるため、 コンデンサと定電流回路との組み合わせを確実に口一パスフィル夕と して動作させることが可能になる。
また、 上述した搬送波除去手段を含む全部品を半導体基板上に一体形成するこ とが望ましい。 上述したように、 小さな静電容量のコンデンサを用いることがで きるため、 搬送波除去手段を含む全部品を半導体基板上に一体形成して、 部品コ ストゃ組み付け工数の低減が可能になる。 図面の簡単な説明
図 1は、 一実施形態の A M受信機の構成を示す図、
図 2は、 A M検波回路の詳細構成を示す回路図、 図 3は、 従来の AM検波回路の構成を示す図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明を適用した一実施形態の AM受信機について詳細に説明する。 図 1は、 一実施形態の AM受信機の構成を示す図である。 図 1に示すように、 本実施形態の AM受信機は、 高周波増幅回路 1 1、 混合回路 12、 局部発振器 1 3、 中間周波フィルタ 14、 1 6、 中間周波増幅回路 1 5、 AM検波回路 17を 含んで構成されている。 アンテナ 10によって受信した AM変調波信号を高周波 増幅回路 1 1によって増幅した後、 局部発振器 13から出力される局部発振信号 を混合することにより高周波信号から中間周波信号への変換を行う。
例えば、 高周波増幅回路 1 1から出力される増幅後の AM変調波信号の周波数 を f 1、 局部発振器 1 3から出力される局部発振信号の周波数を f 2とすると、 混合回路 1 2からは f 1土 f 2の周波数を有する中間周波信号が出力される。 中間周波フィルタ 14、 1 6は、 中間周波増幅回路 15の前段および後段に設 けられており、 入力される中間周波信号から変調波信号の占有周波数帯域幅に含 まれる周波数成分を抽出する。 中間周波増幅回路 15は、 中間周波信号を増幅す る。
AM検波回路 1 7は、 中間周波増幅回路 1 5によって増幅された後の中間周波 信号に対して A M検波処理を行う。
図 2は、 AM検波回路 1 7の詳細構成を示す回路図である。 図 2に示すように、 本実施形態の AM検波回路 17は、 整流回路 100、 搬送波除去回路 1 10、 出 力バッファ 1 20を備えている。
AM検波回路 1 7に前段の中間周波フィル夕 1 6から中間周波信号が入力され ると、 整流回路 1 00は、 この中間周波信号に対して半波整流を行う。 整流回路 100から出力される信号には搬送波成分が含まれており、 搬送波除去回路 1 1 0は、 整流回路 100の出力信号から搬送波成分を除去する。 出力バッファ 1 2 0は、 高い入カインピーダンスを有している。 搬送波除去回路 1 10によって生 成される信号は、 この高入力インピーダンスの出力バッファ 1 20を介して AM 検波回路 17の外部に出力される。 整流回路 1 0 0は、 トランジスタ 2 1〜2 7、 電流源 3 0、 3 1、 抵抗 4 0、 4 1、 コンデンサ 5 0、 5 1を含んで構成されている。 トランジスタ 2 4、 2 5 は差動動作を行っており、 整流回路 1 0 0に入力された A M変調波信号の交流成 分のみがコンデンサ 5 0を介して一方のトランジスタ 2 4のゲートに入力される c 他方のトランジスタ 2 5のゲートは、 コンデンサ 5 1を用いて交流的に接地され ている。 また、 これら 2つのトランジスタ 2 4、 2 5の各ゲートには、 電源電圧 Vddの約半分の電圧 （Vdd/ 2 ) がバイアス電圧として印加されている。 このよ うに、 差動増幅動作を行う一方のトランジスタ 2 4のみに A M変調波成分の交流 成分を入力し、 他方のトランジスタ 2 5を交流的に接地することにより、 トラン ジス夕 2 2のソースには A M変調波信号の半波整流波形が現れる。 この半波整流 波形は、 ドライバとして動作するトランジスタ 2 3を介して出力される。
また、 搬送波除去回路 1 1 0は、 トランジスタ 2 8、 2 9、 電流源 3 2、 コン デンサ 5 2を含んで構成されている。 トランジスタ 2 8、 2 9および電流源 3 2 によってカレントミラ一の定電流回路が構成されている。 この定電流回路は、 コ ンデンサ 5 2に対して並列に接続されており、 コンデンサ 5 2が放電する際の放 電電流を生成する。
すなわち、 整流回路 1 0 0の半波整流波形の電圧がコンデンサ 5 2の端子電圧 よりも高い場合には、 整流回路 1 0 0内のトランジスタ 2 3を通して電流が流れ てコンデンサ 5 2が充電される。 また、 半波整流波形の電圧がコンデンサ 5 2の 端子電圧よりも低い場合には、 コンデンサ 5 2に蓄えられた電荷がトランジスタ 2 8を介して放電される。 特に、 出力バッファ 1 2 0は高入力インピーダンスを 有するため、 コンデンサ 5 2に蓄えられた電荷は、 出力バッファ 1 2 0側へは流 れず、 トランジスタ 2 8を通して流れることになる。 上述したように、 この放電 は、 トランジスタ 2 8等によって構成される定電流回路によって生成される定電 流で行われるため、 この電流値を小さく設定することにより、 小さな静電容量を 有するコンデンサ 5 2を用いた場合であっても十分に長い時間をかけて行うこと ができる。
このように、 本実施形態の A M検波回路 1 7に含まれる搬送波除去回路 1 1 0 では、 カレントミラ一による定電流回路によって生成する微少電流によってコン デンサ 5 2を放電させることができるため、 小さな静電容量のコンデンサ 5 2を 用いた場合であってもその端子電圧を徐々に低下させることが可能になる。 した がって、 コンデンサ 5 2と定電流回路を組み合わせることにより口一パスフィル 夕として動作させることができ、 A M変調波信号に含まれる搬送波成分を除去す ることができる。 しかも、 コンデンサ 5 2の容量を小さくすることができるため、 搬送波除去回路 1 1 0を含む A M検波回路 1 7の全体を半導体基板上に形成する ことが可能になる。
特に、 高入力インピーダンスの出力バッファ 1 2 0を備えることにより、 定電 流回路によって生成される微少電流のみによってコンデンサ 5 2を放電すること ができるため、 コンデンサ 5 2と定電流回路との組み合わせを確実に口一パスフ ィル夕として動作させることが可能になる。
なお、 本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、 本発明の要旨の範囲 内において種々の変形実施が可能である。 例えば、 上述した実施形態では、 A M 検波回路 1 7を半導体基板上に形成する場合を説明したが、 A M検波回路 1 7と ともにそれ以外の構成 （高周波増幅回路 1 1や混合回路 1 2等） も含めた全体を 半導体基板上に形成するようにしてもよい。 産業上の利用可能性
上述したように、 本発明によれば、 定電流回路によって生成する微少電流によ つてコンデンサを放電させることができるため、 小さな静電容量のコンデンサを 用いた場合であってもその端子電圧を徐々に低下させることが可能になる。 した がって、 コンデンサと定電流回路を組み合わせることにより口一パスフィルタと して動作させることができ、 A M変調波信号に含まれる搬送波成分を除去するこ とができる。 しかも、 コンデンサの容量を小さくすることができるため、 搬送波 除去手段を含む A M検波回路の全体を半導体基板上に形成することが可能になる c

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 入力される A M変調波信号に対して整流を行う整流手段と、 前記整流手段 によって整流された後の信号に含まれる搬送波成分を除去する搬送波除去手段と を有する A M検波回路において、
前記搬送波除去手段は、 前記整流手段の出力電圧によって充電されるコンデン ザと、 前記整流手段の出力電圧が前記コンデンサの端子電圧よりも低くなつたと きに前記コンデンサを放電する定電流回路とを備える A M検波回路。
2 . 前記搬送波除去手段は、 前記コンデンサの端子電圧を取り出す高入力イン ピーダンスの出カバッファをさらに備える請求の範囲第 1項記載の A M検波回路 c 3 . 前記搬送波除去手段を含む全部品を半導体基板上に一体形成する請求の範 囲第 1項記載の A M検波回路。
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